208. Implement Trie (Prefix Tree)

Level - medium

Task

A trie (pronounced as "try") or prefix tree is a tree data structure used to efficiently store and retrieve keys in a dataset of strings. There are various applications of this data structure, such as autocomplete and spellchecker.

Implement the Trie class:

Trie() Initializes the trie object.
void insert(String word) Inserts the string word into the trie.
boolean search(String word) Returns true if the string word is in the trie (i.e., was inserted before), and false otherwise.
boolean startsWith(String prefix) Returns true if there is a previously inserted string word that has the prefix prefix, and false otherwise.

Объяснение

Задача предлагает нам реализовать структуру данных "Префиксное дерево" или "Trie".

Префиксное дерево (Trie) - это древовидная структура данных, которая используется для хранения ассоциативных массивов, где ключи - это обычно строки. Каждая вершина дерева представляет префикс строки, а листья соответствуют словам, которые были вставлены в дерево.

В этой задаче нам нужно реализовать следующие методы:

insert(word): Вставка слова в дерево.
search(word): Проверка наличия слова в дереве.
startsWith(prefix): Проверка наличия любого слова, начинающегося с префикса.

Также, важно отметить, что в Trie каждая вершина может содержать несколько дочерних вершин, и каждая вершина содержит одну букву. Это позволяет эффективно хранить и искать строки.

Где используется?

Префиксное дерево (Trie) - это особая вид древовидной структуры данных, которая используется для эффективного хранения и извлечения ключей в наборах строк. Ключевым преимуществом Trie является эффективность поиска, вставки и удаления строк.

Префиксное дерево используется в различных областях компьютерных наук, включая информационные технологии, компьютерные науки, интеллектуальный анализ данных и другие. Ниже приведены несколько примеров, где префиксное дерево может быть полезно:

Автозаполнение и предложения поиска Trie используется для реализации функции автозаполнения в поисковых системах, где он помогает предложить слова или фразы, которые могут быть интересны пользователю на основе их текущего ввода.
Распознавание слов Trie используется в обработке естественного языка для распознавания слов в тексте. Это полезно в задачах, таких как поиск по ключевым словам, анализ тональности текста и другие.
Хранение IP-адресов Trie может быть использовано для эффективного хранения и поиска IP-адресов в сетевых приложениях.
Хранение маршрутов В сетевых протоколах, таких как BGP (Border Gateway Protocol), Trie используется для эффективного хранения и поиска маршрутов.
Хранение структуры файловой системы Trie может использоваться для эффективного хранения и поиска файлов и директорий в файловой системе

Example 1:

Input
["Trie", "insert", "search", "search", "startsWith", "insert", "search"]
[[], ["apple"], ["apple"], ["app"], ["app"], ["app"], ["app"]]
Output
[null, null, true, false, true, null, true]
Explanation
Trie trie = new Trie();
trie.insert("apple");
trie.search("apple");   // return True
trie.search("app");     // return False
trie.startsWith("app"); // return True
trie.insert("app");
trie.search("app");     // return True

Constraints:

1 <= word.length, prefix.length <= 2000
word and prefix consist only of lowercase English letters.
At most 3 * 104 calls in total will be made to insert, search, and startsWith.